Analyse de la Corrosion Marine d’une Structure

Analyse de la Corrosion Marine d’une Structure

Comprendre l’Analyse de la Corrosion Marine d’une Structure

Une société de construction maritime évalue la durabilité de ses structures métalliques exposées à un environnement marin agressif.

La structure en question est une partie d’un quai en acier qui est constamment exposée à de l’eau de mer.

La préoccupation principale est de déterminer à quelle vitesse le métal se corrodera, afin de planifier les maintenances et éventuels remplacements nécessaires.

Données Fournies:

  • Matériau de la structure: Acier
  • Environnement: Eau de mer
  • Température de l’eau: 15°C
  • pH de l’eau: 8.1
  • Concentration en chlorures: 19,000 ppm
  • Surface exposée: 120 m²
  • Masse initiale de la section testée: 3000 kg
  • Durée de l’exposition: 2 ans
  • Masse finale après 2 ans: 2940 kg

Questions:

1. Calcul du taux de corrosion annuel:

Utilisez les données fournies pour calculer la perte de masse annuelle en kg, puis convertissez cette perte en taux de corrosion en mm par an. Utilisez la densité de l’acier, approximativement 7.85 g/cm³, pour convertir la perte de masse en perte d’épaisseur de métal.

2. Analyse de l’impact du pH et des chlorures:

Discutez comment le pH et la concentration en chlorures de l’eau de mer peuvent influencer le taux de corrosion observé.

3. Proposition de mesures de protection:

Sur la base de votre calcul du taux de corrosion, proposez des méthodes appropriées pour protéger la structure contre la corrosion future.

Correction : Analyse de la Corrosion Marine d’une Structure

1. Calcul du taux de corrosion annuel

Calcul de la perte de masse annuelle

  • Masse initiale de la structure: \( m_{\text{init}} = 3000 \, \text{kg} \)
  • Masse finale après 2 ans: \( m_{\text{fin}} = 2940 \, \text{kg} \)

Perte de masse totale sur 2 ans:

\[ \Delta m = m_{\text{init}} – m_{\text{fin}} \] \[ \Delta m = 3000 \, \text{kg} – 2940 \, \text{kg} \] \[ \Delta m = 60 \, \text{kg} \]

Perte de masse annuelle:

\[ \Delta m_{\text{annuelle}} = \frac{\Delta m}{2} \] \[ \Delta m_{\text{annuelle}} = \frac{60 \, \text{kg}}{2} \] \[ \Delta m_{\text{annuelle}} = 30 \, \text{kg/an} \]

Conversion de la perte de masse en volume perdu par an

  • Densité de l’acier: \( \rho = 7.85 \, \text{g/cm}^3 \)

Volume perdu par an:

\[ V_{\text{perdu}} = \frac{\Delta m_{\text{annuelle}} \times 1000 \, \text{g/kg}}{\rho} \] \[ V_{\text{perdu}} = \frac{30,000 \, \text{g}}{7.85 \, \text{g/cm}^3} \] \[ V_{\text{perdu}} \approx 3821.66 \, \text{cm}^3/\text{an} \]

Calcul de la perte d’épaisseur annuelle de la structure

  • Surface exposée de la structure: \( A = 120 \, \text{m}^2 = 120,000 \, \text{cm}^2 \)

Perte d’épaisseur annuelle:

\[ \text{Épaisseur perdue} = \frac{V_{\text{perdu}}}{A} \] \[ \text{Épaisseur perdue} = \frac{3821.66 \, \text{cm}^3}{120,000 \, \text{cm}^2} \] \[ \text{Épaisseur perdue} \approx 0.0318 \, \text{cm/an} \] \[ \text{Épaisseur perdue} = 0.318 \, \text{mm/an} \]

2. Analyse de l’impact du pH et des chlorures

  • pH de l’eau: 8.1.

Un pH légèrement alcalin peut ralentir la corrosion de l’acier. Cependant, l’effet est généralement mineur dans des conditions marines.

  • Concentration en chlorures: 19,000 ppm.

Les ions chlorure accélèrent la corrosion en pénétrant la couche passive de l’acier et en facilitant la dissolution du métal.

3. Proposition de mesures de protection

Mesures proposées:

1. Revêtements anticorrosifs:

Appliquer des peintures et revêtements contenant des inhibiteurs de corrosion spécifiques pour les environnements marins.

2. Protection cathodique:

Utiliser des anodes sacrificielles qui se corroderont à la place de l’acier, prolongeant ainsi la durée de vie de la structure.

3. Maintenance régulière:

Effectuer des inspections périodiques pour identifier et réparer les zones endommagées avant que la corrosion ne s’étende.

Analyse de la Corrosion Marine d’une Structure

D’autres exercices de structure métallique:

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